专利名称：一种氩氧炉的炉壳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种不锈钢冶炼设备氩氧炉(AOD炉)的炉壳，尤其是 指一种结构简单紧凑、工作安全可靠、并且有利于提高钢液与混合气体反应 速度的氩氧炉的炉壳。
背景技术：
氩氧炉是目前冶炼不锈钢常用的一种精炼炉，其重要的承载部件为炉 壳，炉壳为一能转动的、盛装高温液态金属的容器，在工作过程中除承受炉 体、钢液及炉体附件的静负荷外，还承受装料、刮渣、频繁倾动产生的动负 荷，以及来自炉体，钢水罐、渣罐、烟罩及喷溅物等的热辐射、热传导所产 生的热负荷，因此，炉壳的工作特点主要是高温、重载和频繁倾动，这些工 作特点对炉壳的强度、刚度提出了一定的要求，并在一定程度上限制了对炉 壳结构的改进。
如图l、图2以及图3所示，分别为现有的大多数氩氧炉所采用的炉壳 9的主视示意图、俯视示意图以及侧视示意图，所述炉壳9的形状为轴对称 炉型，其主要包含有上炉壳91、下炉壳92以及设置在上炉壳91顶部的炉口 93，其中，炉口 93为鸭嘴型。然而，上述现有的氩氧炉的炉壳在实际应用 中，主要存在下述不足
1、 现有的氩氧炉的炉壳为轴对称炉型，轴对称炉型的结构不利于钢液 实现流体动力学流动与熔池的最优配合，不利于提高钢液与通过风口喷入钢 液中的混合气体(氩气、氮气等惰性气体与氧气)的化学反应速度。
2、 现有的鸭嘴型的炉口制造难度较大，成本高，并且不利于定期的清渣与更换作业。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种氩氧炉的炉壳，尤其是提供一种结构简单 紧凑、工作安全可靠、并且有利于提高钢液与混合气体反应速度的氩氧炉的炉壳。
为达上述目的，本实用新型提供的氩氧炉的炉壳包括上炉壳、下炉壳以 及设置在所述上炉壳顶部的炉口，其中，所述上炉壳以及下炉壳均由钢板焊 接而成，且所述下炉壳包括圆筒状的炉壳本体及焊接于所述炉壳本体底部的 炉底，所述炉底自所述炉壳本体向下呈渐縮状延伸并封闭所述炉壳本体的底 部，所述炉底包括沿所述炉壳纵轴截面相对设置的第一炉底侧壁和第二炉底 侧壁，所述第一炉底侧壁与所述炉壳本体焊接处的第一焊接部周长等于所述 第二炉底侧壁与所述炉壳本体焊接处的第二焊接部周长，且所述第一炉底侧 壁的表面积大于所述第二炉底侧壁的表面积，构成非轴对称式炉底结构。
在本实用新型中，所述第一炉底侧壁包括自上而下依次相互焊接为一体
的第一上部、第一中部和第一下部；其中，所述第一上部由与所述炉壳本体 直径相等的圆柱面沿其纵轴截面截取的二分之一圆柱面构成，所述第一中部 由大径端与所述炉壳本体直径相等、并向下渐縮形成小径端的圆台面沿其纵 轴截面截取的二分之一圆台面构成，所述第一下部由开口处直径与所述第一 中部的小径端直径相等的球冠沿其纵轴截面截取的二分之一球冠构成。
在本实用新型中，所述第二炉底侧壁包括第二上部，其为由大径端与 所述炉壳本体直径相等、并向下渐缩形成小径端的圆台面沿一与所述圆台面 的轴线相倾斜的斜面截取而成的部分圆台面，所述圆台面的大径端、小径端 分别对应所述第二上部的第一端、第二端，且所述第一端的周长等于所述大 径端圆周的二分之一，所述第二端的周长小于所述小径端圆周的二分之一，
所述第二上部的第一端构成所述第二焊接部；第二下部，焊接在所述第二上
5部的第二端，其为由开口处直径与所述第二上部的第二端直径相等的球冠沿 一过其顶点的弧面截取而成的部分球冠，所述部分球冠在其截取处呈内凹 状，且所述部分球冠的开口处周长等于所述第二上部的第二端的周长；拼接 板，所述拼接板焊接于所述第二上部以及第二下部的两侧与所述第一炉底侧 壁的两侧之间。
在本实用新型中，所述拼接板包括具有两个斜边以及一个底边的上拼接 板、具有四个侧边的中拼接板和具有两个直边以及一个弧形段的下拼接板， 所述上、中以及下拼接板自上而下相互焊接为一体，其中，所述上拼接板的 第一、第二斜边分别与第二上部和第一上部焊接连接，其底边与所述中拼接
板的第一侧边焊接连接；所述中拼接板与所述第一侧边相对应的第二侧边与
所述下拼接板的第一直边焊接连接，与所述第一侧边、第二侧边相邻且相互
对应的第三侧边和第四侧边分别与所述第二上部和第一中部焊接连接；所述
下拼接板的弧形段与所述第二下部内凹状的截取处相配合并相互焊接连接，
所述下拼接板的第二直边与所述第一下部焊接连接。
在本实用新型中，所述第一炉底侧壁上设有多个风口。 在本实用新型中，所述风口设置在所述第一炉底侧壁的第一中部上，并
位于同一水平面上，且任意相邻的两个风口之间相对炉壳的纵轴线所形成的
圆心角均相等。
在本实用新型中，所述炉口呈圆形。
在本实用新型中，所述上炉壳以及下炉壳均采用压力容器钢板制成。 在本实用新型中，所述压力容器钢板为16MnR。 综上所述，本实用新型与现有技术相比具有下述优点和特点-1、本实用新型的下炉壳的底部为非轴对称式结构，这一非轴对称式结 构有利于钢液实现流体动力学流动与熔池的最优配合，改善钢液的流动性， 并且结合下炉壳底部的多个风口的设置，提高了钢液与通过风口喷入钢液中 的混合气体的化学反应速度，加快了不锈钢的冶炼，同时也降低了冶炼成本。2、 本实用新型的炉口采用易于制造的圆形结构，该结构生产成本小， 并且易于定期更换与清渣。
3、 本实用新型的氩氧炉的炉壳结构，其工作性能稳定可靠，结构简单 紧凑，安装方便简易，并且投资少，使用寿命长，其寿命能达到10年以上。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用 新型的范围。其中，
图1为现有的氩氧炉炉壳的主视示意图2为现有的氩氧炉炉壳的俯视示意图3为现有的氩氧炉炉壳的侧视示意图4为本实用新型的氩氧炉炉壳的主视示意图5为本实用新型的氩氧炉炉壳的俯视示意图6为本实用新型的氩氧炉炉壳的侧视示意图7为本实用新型的氩氧炉炉壳的炉底的侧视示意图8为本实用新型的氩氧炉炉壳的炉底的俯视示意图9为本实用新型的炉底的上拼接板结构示意图IO为本实用新型的炉底的中拼接板结构示意图11为本实用新型的炉底的下拼接板结构示意图12为沿图5中A-A线的剖视放大示意图13为沿图5中B-B线的剖视放大示意图14为图4中I处的局部放大示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
7附图说明本实用新型的具体实施方式
。
如图4、图5以及图6所示，分别为本实用新型的氩氧炉炉壳的主视示
意图、俯视示意图以及侧视示意图，本实用新型的氩氧炉炉壳主要包含有上
炉壳1、下炉壳2以及设置在上炉壳1顶部的炉口 3，其中，所述上炉壳1 以及下炉壳2均由钢板焊接而成，且所述下炉壳2包含有圆筒状的炉壳本体 23及焊接于所述炉壳本体23底部的炉底21，所述炉底21自所述炉壳本体 23向下呈渐縮状延伸并封闭所述炉壳本体23的底部，所述炉底21包括沿所 述炉壳纵轴截面相对设置的第一炉底侧壁211和第二炉底侧壁212，所述第 一炉底侧壁211与所述炉壳本体23焊接处的第一焊接部24周长等于所述第 二炉底侧壁212与所述炉壳本体23焊接处的第二焊接部25周长，且所述第 一炉底侧壁211的表面积大于所述第二炉底侧壁212的表面积，构成非轴对 称式炉底结构，在所述第一炉底侧壁211上设有多个风口 22。
参考图7至图11所示，本实施例中，所述第一炉底侧壁211包括自上 而下依次相互焊接为一体的第一上部2111、第一中部2112和第一下部2113; 其中，所述第一上部2111由与所述炉壳本体23直径相等的圆柱面沿其纵轴 截面截取的二分之一圆柱面构成，所述第一中部2112由大径端与所述炉壳 本体23直径相等、并向下渐縮形成小径端的圆台面沿其纵轴截面截取的二 分之一圆台面构成，所述第一下部2113由幵口处直径与所述第一中部2112 的小径端直径相等的球冠沿其纵轴截面截取的二分之一球冠构成。
所述第二炉底侧壁212包括第二上部2121，其为由大径端与所述炉壳 本体23直径相等、并向下渐缩形成小径端的圆台面沿一与所述圆台面的轴 线呈规定夹角的斜面截取而成的部分圆台面，所述圆台面的大径端、小径端 分别对应所述第二上部2121的第一端2125、第二端2126，且所述第一端2125 的周长等于大径段圆周的二分之一，所述第二端2126的周长小于小径端圆 周的二分之一，所述第二上部2121的第一端2125构成所述第二焊接部25;第二下部2122，焊接在所述第二上部2121的第二端2126，其为由开口处直 径与所述第二上部2121的第二端2126直径相等的球冠沿一过其顶点的弧面 截取而成的部分球冠，所述部分球冠在其截取处2123呈内凹状，且所述第 二下部2122的开口处2124周长等于所述第二上部2121的第二端2126的周 长;拼接板213，所述拼接板213焊接于所述第二上部2121以及第二下部2122 的两侧与所述第一炉底侧壁211的两侧之间。
所述规定夹角为一锐角，其角度值没有特别的规定，只要能够保证由所 述斜面截取构成的第二上部2121的第一端2125的周长和第二端2126的周长 分别为所述圆台面大径端圆周和小径端圆周的一部分，且第一端周长等于大 径段圆周的二分之一，第二端周长小于小径端圆周的二分之一即可。
所述拼接板213包括具有两个斜边以及一个底边的弧面状上拼接板 2131、具有四个侧边的弧面状中拼接板2132和具有两个直边以及一个弧形段 的球面状下拼接板2133，所述上、中以及下拼接板自上而下相互焊接为一体， 其中，所述上拼接板2131的第一、第二斜边2311、 2312分别与第二上部2121 和第一上部2111焊接连接，其底边2313与所述中拼接板2132的第一侧边 2321焊接连接；所述中拼接板2132与所述第一侧边2321相对应的第二侧边 2322与所述下拼接板2133的第一直边2331焊接连接，与所述第一侧边2321 、 第二侧边2322相邻且相互对应的第三侧边2323和第四侧边2324分别与所述 第二上部2121和第一中部2112焊接连接；所述下拼接板2133的弧形段2332 与所述第二下部2122内凹状的截取处2123相配合并相互焊接连接，所述下 拼接板2133的第二直边2333与所述第一下部2113焊接连接。
本实施例中，所述风口 22的数量优选为7个，且所述风口 22设置在所 述第一炉底侧壁211的第一中部2112上。所述风口 22位于同一水平面上，
且任意相邻的两个风口22之间相对炉壳的纵轴线4所形成的圆心角0均相
坐 寸°参考图5、图12以及图13所示，为了方便上、下炉壳l、 2的组装与拆 卸，提高其组装后炉壳工作的安全性、可靠性，本实施例优选釆用斜楔51、 销轴52对上、下炉壳l、 2进行联接，即销轴52穿过上、下炉壳l、 2相联 接的部位，其一端一体成形一销轴头部53或与一螺母54相联接，另一端与 所述斜楔51相联接，然而，本实用新型并不依此为限，任何现有联接方式 的结构替换皆应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
如图4、图14所示，本实用新型的炉口3为非水冷式结构，其材质优选 为耐热球墨铸铁，且形状大致呈圆形。在本实施例中，炉口3与上炉壳1的 顶部通过多个螺钉61、螺母62进行联接，本实用新型同样并不依此为限。
为了便于对炉壳的整体或对上炉壳1进行吊装，本实用新型优选在上炉 壳l以及下炉壳2上分别设置吊耳11、 24。另外，由于氩氧炉转炉的炉衬较 薄，寿命短，且钢液温度较高(一般高达175(TC)，因此，炉壳在工作过程 中将暴露在较高温度下(400 50(rc)，特别是上炉壳1的顶部，其暴露在更 高的温度下，对此，本实用新型的上、下炉壳l、 2的钢板优选具有耐高温、 高抗蠕变能力的压力容器钢板，例如16MnR，该类钢板能够在确保炉壳强度 和刚度的前提下，适当减少炉壳的壁厚，减轻炉壳的重量。
本实用新型的下炉壳2的底部21为非轴对称式结构，这一非轴对称式 结构有利于钢液实现流体动力学流动与熔池的最优配合，改善钢液的流动性 (例如，通过应用公知的计算流体动力学(CFD)可模拟出氩氧炉中的钢液 在7个风口 22喷吹混合气体期间的流动状态)，并且结合下炉壳2底部的多 个风口 22的设置，提高了钢液与通过风口 22喷入钢液中的混合气体的化学 反应速度，加快了不锈钢的冶炼，同时也降低了冶炼成本。
本实用新型的炉口3釆用易于制造的圆形结构，该结构生产成本小，并 且易于定期更换与清渣。
综上所述，本实用新型的氩氧炉的炉壳结构，其工作性能稳定可靠，结
10构简单紧凑，安装方便简易，并且投资少，使用寿命较长，其寿命能达到IO 年以上。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，并非用以限定本实用新型的 范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等同变化与修 饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1、一种氩氧炉的炉壳，所述炉壳包括上炉壳、下炉壳以及设置在所述上炉壳顶部的炉口，其中，所述上炉壳以及下炉壳均由钢板焊接而成，且所述下炉壳包括圆筒状的炉壳本体及焊接于所述炉壳本体底部的炉底，所述炉底自所述炉壳本体向下呈渐缩状延伸并封闭所述炉壳本体的底部，其特征在于，所述炉底包括沿所述炉壳纵轴截面相对设置的第一炉底侧壁和第二炉底侧壁，所述第一炉底侧壁与所述炉壳本体焊接处的第一焊接部周长等于所述第二炉底侧壁与所述炉壳本体焊接处的第二焊接部周长，且所述第一炉底侧壁的表面积大于所述第二炉底侧壁的表面积，构成非轴对称式炉底结构。
2、 如权利要求1所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述第一炉底侧 壁包括自上而下依次相互焊接为一体的第一上部、第一中部和第一下部；其 中，所述第一上部由与所述炉壳本体直径相等的圆柱面沿其纵轴截面截取的 二分之一圆柱面构成，所述第一中部由大径端与所述炉壳本体直径相等、并 向下渐缩形成小径端的圆台面沿其纵轴截面截取的二分之一圆台面构成，所 述第一下部由开口处直径与所述第一中部的小径端直径相等的球冠沿其纵 轴截面截取的二分之一球冠构成。
3、 如权利要求2所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述第二炉底侧 壁包括第二上部，其为由大径端与所述炉壳本体直径相等、并向下渐縮形 成小径端的圆台面沿一与所述圆台面的轴线呈规定夹角的斜面截取而成的 部分圆台面，所述圆台面的大径端、小径端分别对应所述第二上部的第一端、 第二端，且所述第一端的周长等于所述大径端圆周的二分之一，所述第二端 的周长小于所述小径端圆周的二分之一，所述第二上部的第一端构成所述第 二焊接部；第二下部，焊接在所述第二上部的第二端，其为由开口处直径与 所述第二上部的第二端直径相等的球冠沿一过其顶点的弧面截取而成的部 分球冠，所述部分球冠在其截取处呈内凹状，且所述部分球冠的开口处周长 等于所述第二上部的第二端的周长;拼接板，所述拼接板焊接于所述第二上部以及第二下部的两侧与所述第一炉底侧壁的两侧之间。
4、 如权利要求3所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述拼接板包括 具有两个斜边以及一个底边的上拼接板、具有四个侧边的中拼接板和具有两 个直边以及一个弧形段的下拼接板，所述上、中以及下拼接板自上而下相互 焊接为一体，其中，所述上拼接板的第一、第二斜边分别与第二上部和第一上部焊接连接，其底边与所述中拼接板的第一侧边焊接连接；所述中拼接板与所述第一侧边相对应的第二侧边与所述下拼接板的第一直边焊接连接，与 所述第一侧边、第二侧边相邻且相互对应的第三侧边和第四侧边分别与所述第二上部和第一中部焊接连接；所述下拼接板的弧形段与所述第二下部内凹 状的截取处相配合并相互焊接连接，所述下拼接板的第二直边与所述第一下 部焊接连接。
5、 如权利要求2所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述第一炉底侧壁上设有多个风口。
6、 如权利要求5所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述风口设置在 所述第一炉底侧壁的第一中部上，并位于同一水平面上，且任意相邻的两个 风口之间相对炉壳的纵轴线所形成的圆心角均相等。
7、 如权利要求l所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述炉口呈圆形。
8、 如权利要求1至7中任一项所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所 述上炉壳以及下炉壳均采用压力容器钢板制成。
9、 如权利要求8所述的氩氧炉的炉壳，其特征在于，所述压力容器钢 板为16MnR。专利摘要一种氩氧炉的炉壳，其包括上炉壳、下炉壳以及设置在上炉壳顶部的炉口，上炉壳以及下炉壳均由钢板焊接而成，且下炉壳包括圆筒状的炉壳本体及焊接于炉壳本体底部的炉底，炉底自炉壳本体向下呈渐缩状延伸并封闭炉壳本体的底部，炉底包括沿炉壳纵轴截面相对设置的第一炉底侧壁和第二炉底侧壁，第一炉底侧壁与炉壳本体焊接处的第一焊接部周长等于第二炉底侧壁与炉壳本体焊接处的第二焊接部周长，且第一炉底侧壁的表面积大于第二炉底侧壁的表面积，构成非轴对称式炉底结构。本实用新型有利于钢液实现流体动力学流动与熔池的最优配合，有利于提高钢液与混合气体的化学反应速度，且该结构生产成本小，易于定期更换与清渣。
文档编号C21C7/072GK201347442SQ20092010563
公开日2009年11月18日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者欢 宁, 宁振宇, 康啸飞, 张温永, 戈义彬, 强 李, 王德宽, 程志旺 申请人:中冶京诚工程技术有限公司